ابررایانه‌ها در حال تبدیل‌شدن به سرویس ابری
ابررایانه‌ها در حال تبدیل‌شدن به سرویس ابری
ابررایانه‌ها در حال تبدیل‌شدن به سرویس ابری
این روزها ابررایانه‌ها لزوماً سخت‌افزارهایی تخصصی و خاص نیستند. آنها از سرورهای رده‌بالا تشکیل شده‌اند که به طور متقابل به هم متصل شده و توسط نرم‌افزارهایی مدیریت می‌شوند که حجم کاری محاسبات با کارایی بالا (HPC) را در آن سخت‌افزار مدیریت می‌کند. این سرورها می‌توانند در مرکز داده باشند. اما ممکن است در فضای ابری نیز وجود داشته باشند.
وقتی صحبت از شبیه‌سازی‌های بزرگ می‌شود – مانند دینامیک سیالات محاسباتی برای شبیه‌سازی تونل باد – پردازش میلیون‌ها نقطه داده به قدرت یک سیستم توزیع شده نیاز دارد. نرم‌افزاری که این محاسبات را برنامه‌ریزی می‌کند برای سیستم‌های HPC طراحی شده است. اگر می‌خواهید ۵۰۰ میلیون نقطه داده را شبیه‌سازی کنید و می‌خواهید این کار را ۷۰۰۰ یا ۸۰۰۰ بار انجام دهید تا شرایط مختلف را بررسی کنید ، این محاسبات حدود نیم پتابایت داده ایجاد می‌کند. حتی اگر یک ماشین مجازی ابری (VM) بتواند با این مقدار داده کنار بیاید، زمان محاسبه میلیون‌ها ساعت طول می‌کشد؛ بنابراین شما باید این محاسبات را توزیع کنید و ابزارهای لازم برای انجام این کار به چیزی نیاز دارد که شبیه یک ابررایانه باشد، حتی اگر در مرکز داده ابری مستقر باشد.
کاربران HPC در Azure پویایی محاسباتی سیالات، پیش‌بینی آب‌وهوا، شبیه‌سازی علوم زمین‌شناسی، یادگیری ماشینی، تجزیه‌وتحلیل ریسک مالی، مدل‌سازی برای طراحی تراشه‌های سیلیکونی، تحقیقات پزشکی، ژنومیک، شبیه‌سازی‌های پزشکی و شبیه‌سازی فیزیک، و همچنین رندرینگ را انجام می‌دهند.
کاربران برخی از این کارها را بر روی سخت‌افزارهای سنتی HPC انجام می‌دهند. Azure ابررایانه‌های Cray XC و CS را ارائه می‌دهد. مت آفیس بریتانیا چهار سیستم Cray EX را در Azure برای ابررایانه جدید پیش‌بینی آب‌وهوا روی Azure دارد. اما همچنین می‌توانید یک ابررایانه از ماشین‌های مجازی H و سری N با استفاده از سخت‌افزاری مانند GPUهای NVidia A100 Tensor Core و Xilinx FPGA و آخرین CPUهای Epyc 7300 با ایمیجهای HPC تهیه کنید.
یکی از دلایلی که مت آفیس استفاده از یک ابررایانه ابری را انتخاب کرده است، انعطاف‌پذیری در انتخاب بهترین راه‌حل در سال ۲۰۲۷ بود. آنها در رخداد HPC اخیر گفتند ، که می‌خواستند “زمان کمتری را برای خرید ابررایانه‌ها صرف کنند و زمان بیشتری را برای استفاده از آنها صرف کنند”.
همه می‌گویند به شبکه‌های سریع نیاز دارند ، همه به ذخیره‌سازی سریع ، پردازنده‌های سریع و پهنای باند حافظه بیشتر نیاز دارند ، اما تمرکز بر چگونگی یکپارچه‌سازی همه این پارامترها بحثی متفاوت و مهم است. نرم‌افزارهای HPC باید بتوانند در مقیاس بزرگ عمل کنند. بااین‌حال آنها برای توسعه در بستر ابر به زیرساخت‌های متفاوتی نیاز دارند.
اگر در سازمانتان از مجموعه کاملی از ماشین‌های مجازی مجزا استفاده می‌کنید ، منطقی است که آنها را در مرکز داده پخش کنید تا نسبتاً مستقل و به‌دوراز آسیب‌های متقابل یکدیگر باشند. درحالی‌که در دنیای HPC هدف شما این است که همه ماشین‌های مجازی خود را تا حد ممکن به هم نزدیک کنید، بنابراین آنها قدرتمندترین اتصالات شبکه ممکن رابین یکدیگر دارند تا بهترین عملکرد را ارائه دهند. در دنیای HPC ما به‌شدت تلاش می‌کنیم تا هر بخش کوچکی از عملکرد را از اتصال متقابل خارج کنیم و توزیع تجهیزات در سراسر مرکز داده احتمالاً راه درستی نیست که به دلایل عملکردی در پیش گرفته شود.
HPC ابری
HPC ابری در آینده چگونه خواهد بود؟
“HPC یک ساختار توزیعی به‌اندازه کافی بزرگ است که با آن قادریم بر معماری کلی سخت‌افزار تأثیر بگذاریم؛ بنابراین می‌توانیم مطمئن شویم که مواردی مانند ملاحظات پهنای باند بالای حافظه، مواردی مانند ملاحظات برای فرایندهایی باقدرت بالاتر و در نتیجه موضوع سیستم‌های خنک‌کننده در آن لحاظ شده است.
دنیای HPC هنوز نسبتاً محافظه‌کار است. اما ممکن است این صنعت در حال تغییر باشد که در نتیجه زمان خوبی برای تغییر پارادایم به سمت فضای ابری خواهد بود. اکنون فناوری HPC با سرعت بالایی درحال‌توسعه است و افراد و متخصصان جدیدی با سوابق مختلف در دنیای فناوری وارد این حوزه می‌شوند. تنوع دیدگاه‌ها و دانش در این زمینه باعث خواهد شد که تغییرات سریع‌تر به وقوع بپیوندند. مهاجرت به فضای ابری می‌تواند به این تغییرات کمک شایان توجهی نماید.
